4.5 光的衍射 学习任务单-2025-2026学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

课题

4.5 光的衍射

学习目标

1.观察光的衍射现象，认识衍射条纹的特点。

2.知道产生明显衍射现象的条件。

3.观察光的偏振现象，知道光是横波。

课前学习任务

1.光的衍射

(1)用单色平行光照射狭缝，当缝很窄时，光没有沿直线传播，它绕过了缝的边缘，传播到了相当宽的地方，这就是光的衍射现象。

(2)各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射，致使影的轮廓模糊不清，出现明暗相间的条纹。

(3)发生明显衍射现象的条件：在障碍物的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象十分明显。

2.衍射光栅

(1)构成：由许多等宽的狭缝等距离地排列起来形成的光学元件。

(2)增加狭缝的个数，衍射条纹的宽度会变窄，亮度增加。

(3)种类：透射光栅和反射光栅。

3.发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显。

4.衍射条纹的特点

5.双缝干涉与单缝衍射图样对比

单色光的双缝干涉条纹是等间距的，而单缝衍射条纹宽度不均匀，中央条纹最宽，两边依次变窄。

课中学习任务

1.让烛光照射到一块遮光板上，板上有一个可自由收缩的圆孔，当此圆孔缓慢地由大收缩变小直到闭合时，在孔后的屏上将先后出现的现象是(遮住侧面光)(　　)

A．圆形光斑　倒立的烛焰　明暗相间的圆环

B．明暗相间的圆环　圆形光斑　倒立的烛焰

C．倒立的烛焰　圆形光斑　明暗相间的圆环

D．圆形光斑　明暗相间的圆环　倒立的烛焰

2.下列现象中属于光的衍射现象的是(　)

A.雨后天空美丽的彩虹

B.阳光下肥皂膜的彩色条纹

C.光通过三棱镜产生的彩色条纹

D.对着日光灯从两铅笔缝中看到的彩色条纹

3.如图，用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘，例如小分币，我们可以在光屏上看到的图样为下列图中的(　　)

4．(多选)在单缝衍射实验中，用红色激光照射单缝，在下列不同条件下缝后的屏幕上出现的现象正确的是(　　)

A．当缝较宽时，屏上出现一条与缝宽相当的亮条纹

B．当缝很窄并继续调窄，中央亮条纹变亮，宽度增大

C．当缝很窄并继续调窄，中央亮条纹亮度降低，宽度增大

D．当缝很窄，屏上出现了中央亮条纹，增大缝与屏间距离，则中央亮条纹宽度增大

5.(多选)用激光做单缝衍射实验和双缝干涉实验，比普通光源效果更好，图样更清晰。如果将感光元件置于光屏上，则不仅能在光屏上看到彩色条纹，还能通过感光元件中的信号转换，在电脑上看到光强的分布情况(如图所示)。下列说法正确的是(　　)

A.当做单缝实验时，光强分布图如乙所示

B.当做单缝实验时，光强分布图如丙所示

C.当做双缝实验时，光强分布图如乙所示

D.当做双缝实验时，光强分布图如丙所示

课中学习任务答案

1.答案　A

解析　当圆孔较大时，屏上出现一个圆形光斑，随着圆孔缓慢地收缩，光斑逐渐变小；当圆孔小到一定程度时，屏上会出现倒立的烛焰，即小孔成像；继续使圆孔缓慢收缩，当圆孔的大小与光波波长相差不多时，在屏上可以观察到明暗相间的圆环，即圆孔衍射的图样；当孔闭合时，屏上就会一片黑暗，故A正确。

2.答案　D

解析　雨后天空美丽的彩虹，这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射形成的，A错误；日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹属于光的干涉，故B错误；一束白光通过三棱镜形成彩色光带属于光的折射现象，故C错误；通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹，属于单缝衍射，故D正确。